納米微晶纖維素基化合物的制備及性能研究.pdf

1、纖維素是自然界中產(chǎn)量最高的天然高分子之一，并且廣泛的存在于植物界中，比如樹(shù)木、棉花、草類(lèi)、麻類(lèi)、水生植物類(lèi)等，都蘊(yùn)含了大量的纖維素資源。采用硫酸水解法降解纖維素可以得到具有納米尺寸范圍內(nèi)的纖維素晶體。納米微晶纖維素(NCC)不僅具有纖維素本身的天然性、可再生性、生物降解性、低密度性等特點(diǎn)，同時(shí)NCC具有高純度、高結(jié)晶度、高強(qiáng)度、較大的表面積、高反應(yīng)活性、超強(qiáng)的吸附能力以及特殊的光學(xué)性質(zhì)，如選擇性反射、強(qiáng)的旋光性、圓二色性等，都使得NCC

2、的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。
　　本文采用硫酸水解闊葉木溶解漿的方法，制備得到長(zhǎng)度分別為1OOnm、150nm、240nm的NCC懸浮液。采用激光粒度儀、原子力顯微鏡、透射電鏡對(duì)NCC進(jìn)行形態(tài)的表征;采用偏光顯微鏡分別對(duì)不同尺寸下NCC液晶溶液的臨界濃度進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)數(shù)字阿貝折射儀進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:長(zhǎng)度分別為1OOnm、150nm、240nm的NCC懸浮液其臨界濃度分別為4.4％，3.O％，2.1％，隨著NCC長(zhǎng)徑比的增加，其液

3、晶溶液的臨界濃度減小。實(shí)驗(yàn)同時(shí)選取長(zhǎng)度為150nm的納米微晶纖維素，測(cè)定濃度對(duì)其液晶織構(gòu)的影響。
　　將PVA與NCC以不同的配比進(jìn)行共混，采用圓盤(pán)澆鑄的方法，制備得到不同NCC含量的共混膜。采用掃描電鏡、.紅外光譜儀、熱重分析儀、X-射線衍射儀以及電子萬(wàn)能拉伸機(jī)對(duì)共混膜的性能進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)NCC含量為1.O％時(shí)，兩組分產(chǎn)生較好的協(xié)同效應(yīng)，共混膜表面和橫斷面都比較平整;膜抗張強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和膜斷裂拉伸應(yīng)變也分別達(dá)到最大值48.5N·

4、m/g、93.57Mpa和186.58％，其中拉伸強(qiáng)度比純PVA膜的拉伸強(qiáng)度(22MPa)提高了325.31％;熱學(xué)性能在NCC含量為1.0％時(shí)也達(dá)最大值。當(dāng)NCC含量進(jìn)一步增加時(shí)，NCC與PVA的相容性變差，各項(xiàng)性能也隨之變差。
　　通過(guò)冷凍干燥制備得到NCC粉末，對(duì)其進(jìn)行羥丙基的表面改性，采用偏光顯微鏡、激光粒度儀、紅外光譜、熱重分析儀、X-射線衍射儀對(duì)改性后NCC的性能的檢測(cè)結(jié)果表明，NCC通過(guò)羥丙基改性后，液晶織構(gòu)仍然存在